Semana 2 .1

1
Centro Preuniversitario de la UNS S-02 Ingreso Directo
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
CEPUNS
Ciclo 2014-I
TRIGONOMETRÍA
“Sector Circular”
Lic. Edgar Fernández C. Rodolfo Carrillo V.
Objetivos:
 Discrimar información relevante, sintetizar y construir conocimientos para resolver
problemas con sector circular.
 Aplica fórmulas al resolver problemas de sector circular. Aplica fórmulas al resolver
problemas de sector circular.
SECTOR CIRCULAR
Es aquella porción de círculo limitado por dos
radios y un arco de circunferencia
De la figura se obtiene:
A0B Sector Circular
Longitud de Arco (l); Es aquella en unidades de
longitud de un arco de circunferencia, se calcula
mediante el producto del número de radianes
del ángulo central y el radio de la
circunferencia.
Deducción: Sea la circunferencia con
centro en “0” y radio “r” comparando la
longitud de arco y el ángulo central como
se muestra en la figura siguiente:
Teniendo en cuenta el significado
geométrico de 1rad. se tiene:
Longitud de Arco Ángulo Central
l  rad.
r 1 rad.
De donde se obtiene l =  . r .
Donde:
l : longitud de arco
 : Número de radianes del ángulo
central
r: radio de la circunferencia
Ejemplo:
Del gráfico mostrado, calcular la longitud
de arco (l), siendo 0: centro.
Solución:
l =
6
 . 18
l = 3 cm
PROPIEDAD:



2
1
2
1
L
L
A
A
(Radio constante)
Semana Nº 2

Lic. Edgar Fernández C. Rodolfo Carrillo V. WWW.lobo-de-fama.blogspot.com Trigonometría.
2
Área Del Sector Circular: El área de un
Sector Circular se calcula mediante el producto
del número de radianes del ángulo con el radio
de la circunferencia elevado al cuadrado
dividido entre dos.
Deducción:
Comparando (por regla de tres simple)
Área de un Sector Circular Ángulo Central
 r2
2 rad.
S  rad.
Resolviendo se obtiene:
2
2
r
S


también:
2
rl
S 
2
2
l
S
Ejemplo:
Del gráfico mostrado, calcular el área del
sector A0B. 0: centro.
Solución:
2
6
.
3
2

S
S = 6 cm2
Área del Trapecio Circular:
d
LL
S 




 

2
21
AOBCOD SSS 
Valor numérico del ángulo central
=
d
LL 21  ; (0 <  < 2 )
NÚMERO DE VUELTAS (nv): El número de
vueltas que da una rueda de radio “r” al
desplazarse (sin resbalar) se calcula mediante
el cociente de la longitud que describe el centro
de la rueda dividido entre 2r. (perímetro de la
rueda).
En esta figura el número de vueltas que da la
rueda de radio (r) al desplazarse desde “A”
hasta “B” se calcula:
r
n c
v
2
l
 ;
r
L
g  ;


2
g
n 
(lc : longitud descrita por el centro de la rueda).
(*) Cuando una rueda (aro, disco) va rodando sobre
una superficie curva.
 
r
rR
n


2


 
r
rR
n


2


(*) Ruedas unidas por una faja o en contacto.
Se cumple:
1r1 = 2r2
n1r1 = n2r2

3
L1 = L2
(*) Ruedas unidades por sus centros.
Se cumple: 1 = 2 n1 = n2
2
2
1
1
r
L
r
L

Propiedad
PROBLEMA RESUELTOS
1) Halle el área sombreada:
a) 
b) 2 
c) 3 
d) 4 
e) 5 
RESOLUCIÓN
Sx = SAOB  SCOD
x
x
x
x
x
S a² b²
2 2
S a² b²
2
1
S 6²
2 6
36
S
12
S 3
 
 

   
 
    
 


 
RPTA.: C
2) Se tiene una bicicleta cuyas ruedas
tienen por radios R1 y R2 (R1 < R2); cuando
la rueda menor gira º la mayor gira g
.
¿En qué relación se encuentra los radios?
a) 3
7
b) 8
13
c) 9
10
d) 3
10
e) 9
4
RESOLUCIÓN
Si 1 y 2 son los ángulos que giran la rueda
menor y mayor respectivamente.
En una bicicleta se cumple que:
1R1 = 2R2
ºR1 = (g
)R2
 1 2
1
2
9
ºR º R
10
R 9
R 10
 
    
 

RPTA.: C
3) Se tienen dos ruedas conectadas por una
faja; si hacemos girar la faja, se observa
que las ruedas giran ángulos que suman
144º. Determine la diferencia de los
números de vueltas que dan estas ruedas
si sus radios miden 3 m y 5 m
a) 1
3
b) 1
8
c) 1
9
d) 1
4
e) 1
10
0
R
S
R R R R
R
R
R
3S
5S
7S
g

º
R1
R2
30ºo
C
D
B
A
6
30ºo
C
D
B
A
6
a
b

4
RESOLUCIÓN
1 + 2 = 144º
 L1 = L2  1R1 = 2R2
1 2 1
2 1 2
R V 5
R V 3

  

1 2 144 1
2 2 180 2
  
 
  
1 2 1 2
1 2
2 2
V V 8k V V 2k
5 5
1 1
k V V 2
20 20
1
10
      
  

RPTA.: E
4) Halle el número de vueltas que da la
rueda de radio (r = 1) al ir de la posición A
hasta la posición B.
a) 85 b) 9 c) 10 d) 10,5 e) 11
RESOLUCIÓN
RECORRIDA
#V
2 r


Sabemos: r = () (21) = 21
 # vueltas =
 
21
2 1


#v = 10,5
RPTA.: D
5) De la figura mostrada, la rueda de radio
r, gira sin resbalar sobre la superficie de
radio 240 r. ¿Cuál es la longitud recorrida
por el centro de la rueda hasta que el punto
B este en contacto con la superficie de la
curva, si: m AOB = 120º, r = 18u?
a)24  b) 24,1 c)24,2 d) 24,3 e) 24,4
RESOLUCIÓN
AB
L =  240º 18u 24
180

 
De la figura:
L 24
241r 240r


L = 24,1 
RPTA.: B
6) En la figura, el trapecio circular ABCD y
el sector circular COD tienen igual área.
Halle: m
n
a) 2
2
b) 1
2
c) 2
d) 2
e) 1
RESOLUCIÓN
r o
rBoA
20
A
r
B
B
A240 r
5
3
A
r
B
B
240
r
L
nmo
D
A
B
C
n
mrad S S

5
m²
menor : S
2
n²
mayor : 2S
2
1 m²
2 n²
1 m m 2
n n 22

 






  
RPTA.: A
7) Se tiene un sector circular y un
cuadrado, con equivalente área e igual
perímetro; luego la medida, en radianes, de
su ángulo central correspondiente resulta
ser:
A)1 rad B) 2 rad C) 1
rad
2
D)4rad E) 1
4
rad
RESOLUCIÓN
Condiciones:
i) S = S  L R
a²
2

 R.L = 2a²
ii) Perímetro = Perímetro
 2R + L = 4a
 (2R+L)²=16a²(2R+L)² = 8(2a²)
 4R² + 4R.L + L² = 8(R.L)
 4R²  4R.L +L² = 0
 (2RL)² = 0  2R  L = 0
 2R = L  2R =  R   = 2
RPTA.: B
PROBLEMA DE CLASE
1) Calcule: 2 3
1
S S
M
S


Donde S1, S2 y S3 son las áreas de las regiones
sombreadas

S2
S1
S3
2 
A) 12
7
B) 13
2
C) 1
12
D) 5 + 2 E) 5  2
2) Del gráfico, determinar
NMP
BA
L
L


Si AOB es sector circular.
a) ½ b) ¾ c) 2/3 d) ¼ e) 1
3) Se tienen dos circunferencias concéntricas, en
las que se inscribe un ángulo central
determinando longitudes de arco sobre dichas
circunferencias de 80cm y 45cm respectivamente.
Calcule;
r
F 16 2
R
 
siendo r y R los radios de
las circunferencias (r<R).
a) 7 b)8 c) 9 d)10 e) 11
4) Se tiene un sector circular cuya longitud de
arco es numéricamente igual a la mitad del área
de un cuadrado, cuyo lado es igual al radio del
sector. ¿Cuánto mide la longitud de arco del
sector, si la medida del ángulo central expresado
en radianes, toma su mayor valor entero posible?.
a)12 b)24 c) 48 d)72 e) 144
5) En la figura se muestran las A1, A2 y A3, que
están en progresión aritmética, además
EF
L a
, CD
L b
y AB
L c
Calcular:
2 2
2
b a
c

.
S
a
a
a
a

6
E
C
A
F
D
B
A1
A3
a) ½ b) 2/3 c)2 d) 3 e) 3–1
6) En el sistema adjunto. ¿Cuánto medirá el
ángulo (en radianes) que se debe girar para que
los centros de las esferas A y B se encuentren
a la misma altura si inicialmente dicha
diferencia de alturas es de 14 unidades?.
A
B
2u
5u
a) 0,5 b) 1 c) 1,5 d) 2 e) 2,5
7) De la figura obtener la relación correcta:
A) a2 + b2 = 1 B)
a b
1
b a
 
C)
b a
1
a b
 
D) ab + 1 = a E)a2 - b2 = 1
8) Calcular el área de la región sombreada si
OT OS 4 3m  TP PQ QS 
A) 2 m2 B) 3 m2 C) 4 m2
D) 6 m2 E) 8 m2
9) A partir del gráfico, halle el área del sector circular
AOB.
A) 5a2 B) 8a2 C)
a
3
2
D) 2a2 E)
9
a
2
2
10) Una bicicleta avanza barriendo la rueda mayor
un ángulo de 360º, en ese instante qué ángulo
habrá girado la rueda menor si la relación de sus
radios es de 1 a 4.
a) 720º b) 1080º c)1440º d)450º e) 90º
11) A partir del gráfico, calcular la longitud
recorrida por la esferita, hasta impactar en CD. Si
AB = BC = 4m. longitud de la rueda es 10m.
a) 5 m
b) 5/2  m
c) 2 m
d) 3/2 m
e) 8 m
12) En el grafico mostrado r = 1 y R = 3 , además
O es el centro del sector circular AOB, entonces el
perímetro de la región sombreada es:
a) 2 b)
3
11 c)
3
5 d)
3
7 e) 3
13) El ángulo central que subtiende un arco de
radio 81, mide cº. Si se disminuye dicho ángulo
hasta que mida Sº, ¿Cuánto debe aumentar el
radio para que la longitud de dicho arco no
varíe? (S y C son lo convencional)

7
a) 5 b) 15 c) 19 d) 23 e) 31
14) Determine el número de vueltas que da la
rueda de ir de A hacia B. Si AC = CD = 9r/2 ,
R = 9r
a) 6 b) 5 c) 3 d) 8 e) 9
15) ¿Cuánto deben girar las poleas mostradas
para que la esferita baje 3m y cuánto debe ser el
radio r, Si R = 2m ?
a)
rad
3
2 y 2m b)
rad
2
3 y 2m c)
rad
3
1 y 1m
d) rad y 2m e)
rad
2
3 y
m
2
3
16) Hallar el área de la región sombreada si AOB
y COD son sectores circulares, donde
2
9

 
y
BC 3m .
O
A
C
B D

a) b)c)d)e)

17) Calcule la altura en términos de R, a la que
se encontrará el punto A de la rueda, cuando
éste gire un ángulo de 1305º, desplazándose
sobre una pista horizontal.
R
A
a)
 2 1 R
b)
1 2 2
R
2
 
  
  c)
1 2 2
R
2
 
  
 
d)
2 2
R
2
 
  
  e)
2 2 1
R
2
  
  
 
PROBLEMA DE REPASO
1) En la figura adjunta calcule el número de
radianes que gira la esfera de radio r al radar de
A hacia B, sobre la superficie curva de radio
R(R=29r), si
x
6


.
RA B
x
rr
a)
rad
6

b)6 rad c)2,5 rad d)5rad e)
rad
5

2) La longitud de una circunferencia es
(7x + 3) m, un ángulo central de x rad,
subtiende un arco de (4x + 1) m, calcular el
valor de “x”
a) 1 b) 2 c) 2/7 d) 7/2 e) 1/6
3) Determinar el valor de “L”
a) 3 b)6 c) 12 d) 15 e) 10
4) En la figura, ABC es un triángulo equilátero
de 18cm de perímetro. Hallar la longitud de la
curva que une los puntos D,E,F, y B, sabiendo
que BAF, FCE y EBD son sectores circulares.
a) 12cm b)16 cm c)18cm d)24 cm e) 30 cm
5) Dado un trapecio circular cuyo perímetro

8
mide 20cm. Halle el valor máximo, en cm2, de su
área.
a) 12cm2 b) 16cm2 c) 20cm2
d) 25cm2 e) 30cm2
6) Del gráfico adjunto, calcular el área
sombreada, si se sabe que: MN=4m
a) 2m2
b) m2
c) 4m2
d)
2
 m2
e) 3m2
7) Los radios de las ruedas de una bicicleta, son
entre sí como 3 es a 4. Calcular el número de
vueltas que da la rueda mayor cuando la rueda
menor gire 8 radianes.
a) 2 b) 3 c) 4 d) 6 e) 8
8) Se tienen dos ruedas en contacto cuyos radios
están en la relación de 2 a 5. Determinar el ángulo
que girará la rueda menor, cuando la rueda mayor
de 4 vueltas.
a) 4 b) 5 c) 10 d) 20 e) 40
9) Un péndulo se mueve como indica en la
figura. Calcular la longitud del péndulo, si su
extremo recorre 3 m.
a) 5m
b) 6m
c) 7m
d) 8m
e) 9m
10) De la figura mostrada determinar el número
de vueltas que da la rueda de radio “r” en su
recorrido de A hasta B (R=7r).
a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6
11) Calcular la longitud de la correa, si los tres discos
tienen igual radio de longitud 2cm.
A) 2(3 )cm 
B) 4(3 )cm 
C) 8(3 )cm 
D) 2( 3 )cm 
E) 2( 3 )cm 
12) Del gráfico mostrado, calcular la suma ilimitada:
S = L1 + L2 + L3 + ....
A) r B) 2 r C) 4 r D)
r
2

E)
r
4

13) Del esquema mostrado, calcule el valor de:
1 3
1 2
L L
E
L L



A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5
14) Del gráfico, calcular el perímetro de la región
sombreada, si A, B y C son centros y ABC es un
triángulo equilátero
A) 2
B)
4 1
3


C)
5 2
3


D) 2 1
E)
7 2
3


15) Si la cuerda envuelve exactamente al triángulo
trasladándose la esfera hasta el punto A, hallar el
recorrido de la esfera. ABC es un triángulo
equilátero de lado 4m.
A) 3 m B) 9 m C) 12 m D) 16 m E) 18 m
45
º
N
M
4
m
50g
/12
135º
R
R
A
B r
r

Semana 2 .1

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